Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

на тему

Лесные пожары в Российской Федерации

Выполнил ученик 9 «А» класса

Жданов Николай

Введение

лесной пожар стихийный бедствие

Лесномй пожамр -- это стихийное, неуправляемое распространение огня по лесным площадям. Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на естественные и антропогенные. Наиболее распространенными естественными причинами больших лесных пожаров на Земле обычно являются грозовые разряды и молнии, но чаще причиной является сам человек, начиная от простого туристического отдыха и заканчивая сельскохозяйственными палами.

В молодых лесах, в которых много зелени, вероятность возгорания от молнии существенно ниже, чем в лесах возрастных, где много сухих и больных деревьев. Таким образом, в природе ещё задолго до человека существовало своеобразное равновесие. Экологическая роль лесных пожаров заключалась в естественном обновлении лесов.

1. Цель работы

Целью данной работы являются определение актуальности лесных пожаров в России, распознавание видов лесных пожаров, причин их возникновения, изучение основных методов борьбы с лесными пожарами и рассмотрение наиболее эффективных мероприятий по предупреждению лесных пожаров и организации систем мониторинга.

2. Актуальность темы лесных пожаров в России

Лесные пожары являются мощным природным и антропогенным фактором, существенно изменяющим функционирование и состояние лесов. Лесные пожары наносят урон экологии, экономике, а часто и человеческие жизни оказываются под угрозой. Для стран, где леса занимают большую территорию, лесные пожары являются национальной проблемой, а ущерб, наносимый реальному сектору экономики, исчисляется десятками и сотнями миллионов долларов в год .

Россия по праву считается лесной державой, на неё приходится 1/5 часть всех лесов мира, 1/2 часть всех хвойных лесов, леса занимают ~50% всей площади страны и составляют 1,2 млрд. га. Отсюда и актуальность данной темы для нашей страны. Нижегородская область, большая часть площади которой занята лесами, также относится к зонам повышенной опасности лесных пожаров. Так, в июле 2010 г. в Нижегородской области в результате лесных пожаров полностью сгорели два населенных пункта и три частично пострадали. По данным Главного управления МЧС по Нижегородской области, из района бедствия были эвакуированы более 1 тыс. 200 человек.

Пожары - основная причина гибели лесов. Для восстановления леса требуется несколько десятков лет и несколько поколений лесничих. За период 1994-2005 гг. в Российской Федерации погибло 5308 тыс. га лесных насаждений (в среднем 442 тыс. га в год). Из этой площади 70% погибло от пожаров, 14,3% - от воздействия неблагоприятных погодных условий, 12,9% - от повреждения вредными насекомыми и лишь 2,8% пришлось на весь комплекс прочих факторов (болезни, повреждения дикими животными, антропогенные факторы). За рассматриваемые 12 лет только в 1995 г. и в 2004 г. роль пожаров в гибели лесов не являлась главенствующим фактором.

Если оценить расходы на тушение лесных пожаров в России, то в 2009 году на борьбу с пожарами регионам было выделено 3 млрд.руб. При этом в 2008 году экономический ущерб составил 18 млрд.руб. (Источники: МЧС, Рослесхоз). По прогнозам Сергея Фильченкова, аналитика ИК "Финам", в 2009 году суммарный ущерб от лесных пожаров составил 20-30 млрд. руб.

Отметим, что при расчете экономического ущерба, оценивая только потери древесины на корню, они составляют в среднем 27 млн. _м³ в год, что в пересчете на рыночную стоимость древесины составляет примерно 1350 млн. руб.

Следует заметить, что реальный экономический ущерб от лесного пожара складывается не только из урона, нанесенного лесу, промышленным и другим объектам, но и из затрат, связанных непосредственно с тушением. В этом случае становится очевидным, что важно не только обнаружить пожар, но и определить его точное местоположение и сделать это как можно раньше.

С давних пор в России существовала система обнаружения лесных пожаров, основанная на распределенной системы пожарных вышек, с которых и производился мониторинг территории. При широком распространении авиации она так же активно используется для задач обнаружения и тушения лесных пожаров.

Последнее время в России все чаще используется космический мониторинг для обнаружения лесных пожаров на малозаселенных территориях Сибири и Дальнего Востока.

Из сказанного выше становится очевидна огромная важность организации надёжной системы мониторинга для своевременного обнаружения и принятия мер для тушения лесных пожаров, позволяющая минимизировать экономический, экологический (а в некоторых случаях и человеческий) ущерб.

Далее мы подробнее рассмотрим классификацию лесных пожаров, масштабы лесных пожаров в РФ, организацию систем мониторинга, основные причины возникновения, методы тушения и локализации лесных пожаров.

3. Классификация лесных пожаров

Причины возникновения пожаров в лесу принято делить на естественные и антропогенные. Причиной пожара может быть природные явления: грозовые разряды и молнии, На сегодняшний день доля естественных пожаров (от молний) составляет около 7 %-8 %, то есть возникновение большей части лесных пожаров связано с деятельностью человека. Таким образом, существует острая необходимость работы противопожарных служб, контроля над соблюдением пожарной техники безопасности. Иногда пожары вызывают искусственно. Такие пожары принято называть управляемыми. Целью управляемых пожаров является: уничтожение пожароопасных горючих материалов, удаление отходов лесозаготовок, подготовка участков для посадки саженцев, борьба с насекомыми и болезнями леса и т. д., а также намеренный поджог леса с целью последующей его вырубки (к примеру, в приграничных с Китаем областях Дальневосточного региона России).

В зависимости от того, где распространяется огонь, пожары делятся на низовые, верховые и подземные. При низовом пожаре сгорает лесная подстилка, лишайники, мхи, травы, опавшие на землю ветки и т. п. Скорость движения пожара по ветру 0,25--5 км/ч. Высота пламени до 2,5 м. Температура горения около 700 °C (иногда выше).

Низовые пожары бывают беглые и устойчивые:

При беглом низовом пожаре сгорает верхняя часть напочвенного покрова, подрост и подлесок. Такой пожар распространяется с большой скоростью, обходя места с повышенной влажностью, поэтому часть площади остается незатронутой огнем. Беглые пожары в основном происходят весной, когда просыхает лишь самый верхний слой мелких горючих материалов.

Устойчивые низовые пожары распространяются медленно, при этом полностью выгорает живой и мертвый напочвенный покров, сильно обгорают корни и кора деревьев, полностью сгорают подрост и подлесок. Устойчивые пожары возникают преимущественно с середины лета.

Верховой лесной пожар охватывает листья, хвою, ветви, и всю крону, может охватить (в случае повального пожара) травяно-моховой покров почвы и подрост. Скорость распространения от 5 до 70 км/ч. Температура от 900 °C до 1200 °C. Развиваются они обычно при засушливой ветреной погоде из низового пожара в насаждениях с низкоопушенными кронами, в разновозрастных насаждениях, а также при обильном хвойном подросте. Верховой пожар -- это обычно завершающаяся стадия пожара. Область распространения яйцевидно-вытянутая.

Верховые пожары, как и низовые, могут быть беглыми (ураганными) и устойчивыми (повальными):

Ураганный пожар распространяется со скоростью от 7 до 70 км/ч. Возникают при сильном ветре. Опасны высокой скоростью распространения.

Классификация лесных пожаров

При повальном верховом пожаре огонь движется сплошной стеной от надпочвенного покрова до крон деревьев со скоростью до 8 км/ч. При повальном пожаре лес выгорает полностью.

При верховых пожарах образуется большая масса искр из горящих ветвей и хвои, летящих перед фронтом огня и создающих низовые пожары за несколько десятков, а в случае ураганного пожара иногда за несколько сотен метров от основного очага.

Подземные (почвенные) пожары в лесу чаще всего связаны с возгоранием торфа, которое становится возможным в результате осушения болот. Распространяются со скоростью до 1 км в сутки. Могут быть малозаметны и распространяться на глубину до нескольких метров, вследствие чего представляют дополнительную опасность и крайне плохо поддаются тушению (Торф может гореть без доступа воздуха и даже под водой). Для тушения таких пожаров необходима предварительная разведка.

По силе пожары подразделяются на слабые, средние и сильные.

Сила низового пожара определяется скоростью распространения и высотой.

	Низовой пожар
	Слабый	Средний	Сильный
Скорость, м/мин	До 1	1-3	Свыше 3
Высота, м	До 0,5	До 1,5	Свыше 1,5

Сила верхового пожара определяется скоростью распространения.

	Верховой пожар
	Слабый	Средний	Сильный
Скорость, м/мин	До 3	До 100	Свыше 100

Сила почвенного пожара определяется по глубине выгорания:

	Верховой пожар
	Слабый	Средний	Сильный
Глубина, см	До 25	25-50	Свыше 50

По площади загорания пожары делятся на:

-- загорание -- огнём охвачено 0,1-2 гектара;

-- малый -- 2-20 га;

-- средний -- 20-200 га;

-- крупный -- 200--2000 га;

-- катастрофический -- более 2000 га.

Средняя продолжительность крупных лесных пожаров 10-15 суток при выгорающей площади -- 450--500 гектаров.

4. Масштабы лесных пожаров в РФ

На территории лесного фонда России ежегодно регистрируется от 10 до 35 тыс. лесных пожаров, охватывающих площади от 0,5 до 2,5 млн. га. С учетом горимости огромного количества лесов на неохраняемых и эпизодически охраняемых малонаселённых территориях северных районов Сибири и Дальнего Востока общая величина пройденной огнем площади составляет от 2,0 до 5,5 млн. га. Размеры пожаров делают возможным их визуальное наблюдение даже из космоса.

Следующий рисунок характеризует положение дел с пожарами в РФ (по (данным Росстата)

В июне и июле 2012 года в России на значительной территории Сибирского и Дальневосточного ФО возникла сложная пожарная обстановка, вызванная аномальной жарой, отсутствием осадков и сухими грозами.

Значительно пострадали леса в Красноярском крае, Томской области, Ханты-Мансийском и Ямало-Ненецком автономных округах. По состоянию на конец июля, в Сибири пожарами охвачено свыше 23 тыс. га. Неоднократно вводился режим чрезвычайной ситуации в нескольких регионах. В Томске, Новосибирске, Омске в конце июля наблюдался сильный смог, в Омске и Томске несколько дней не принимали рейсы аэропорты. На начало августа суммарная площадь лесных пожаров за сезон составила более 1 млн. гектаров по оценкам Россельхоза и 10-12 млн. гектаров по оценке Гринпис. В августе на борьбе с пожарами было задействовано более 20 тыс. людей и 4 тыс. единиц техники. Всего к тушению привлекалось 113 тыс. человек, 17 тыс. единиц техники, 37 самолетов или вертолетов.

5. Мероприятия по предупреждению и борьбе с лесными пожарами

В целях предотвращения возникновения лесных пожаров и борьбы с ними в лесном фонде ежегодно проводится комплекс мероприятий, направленных на предупреждение и тушение лесных пожаров, финансируемых за счет средств субвенций федерального бюджета.

В основном это:

- содержание лесных дорог противопожарного назначения;

- устройство минерализованных полос противопожарных барьеров, уход за ними,

- проведение профилактического контролируемого противопожарного выжигания горючих материалов (весной и осенью);

-создание систем, средств предупреждения и тушения лесных пожаров (пожарные техника и оборудование, пожарное снаряжение и другие), содержание этих систем, средств, а также формирование запасов горюче-смазочных материалов;

- организационные мероприятия (запрещение посещения лесов в пожароопасные периоды).



Создание минерализованных полос

Наступила тёплая летняя погода. Появляется желание отдохнуть на природе. Чтобы отдых прошёл без происшествий и не омрачил Ваше настроение, хочу привести несколько советов от профессионального лесного пожарного, что делать, если случится столкнуться с огнём в лесу.

О причинах лесных пожаров сказано много. Трудно найти людей, которые бы не знали элементарных правил пожарной безопасности в лесу. Но, к сожалению, далеко не все их исполняют. Пренебрежение часто приводит к загоранию. Немало и естественных - природных причин. Борьбой с лесными пожарами в первую очередь занимается профессионалы. Это лесные пожарные и работники государственной лесной охраны. В их распоряжении авиация, пожарные машины, мотопомпы и различная другая техника. Но главное в борьбе с пожарами - вовремя обнаружить и особенно вовремя начать тушить. Но часто бывает, что на пожар могут натолкнутся просто работающие в лесу люди и отдыхающие. Как же поступить в этом случае?

Небольшой пожар может за полчаса-час остановить группа из 3-5 человек даже без специальных средств. Например, веником из зеленых ветвей, молодым деревцем, мешковиной, брезентом или одеждой, сбивая пламя. Огонь надо захлестывать, сметать в сторону очага пожара, небольшие языки пламени затаптывать ногами.

Еще один распространенный прием - забрасывать кромку пожара землей. Сначала, взяв на лопату грунт, им надо сбить пламя, затем сделать сплошную полосу из грунта толщиной несколько сантиметров и шириной до полуметра. Один человек за полчаса может таким образом засыпать около 20 метров кромки пожара.

Если Вы наткнулись в лесу на небольшой пожар, надо принять немедленно меры, чтобы остановить его и одновременно, если есть возможность, послать кого-то в ближайший населенный пункт или лесничество за помощью. При современном развитии и распространении мобильной связи, необходимо воспользоваться единым телефоном диспетчерской службы ЧС-«112», немедленно позвонив по нему и сообщив об обнаруженном пожаре. Если Вы, попав в зону лесного пожара, не знаете, как с ним бороться, то нужно правильно покинуть место пожара. Как выходить из зоны лесного пожара? Если вы не можете бороться с огнем, в большинстве случаев от него достаточно уйти: скорость пешехода - больше 80 метров в минуту, низового пожара - 1-3 метра. Идти нужно навстречу ветру перпендикулярно кромке пожара, по просекам, дорогам, полянам, берегам ручьев и рек. При сильном задымлении рот и нос нужно прикрыть мокрой ватно-марлевой повязкой, полотенцем, частью одежды. Когда пожар перерастает в стихию и угрожает жизни людей, то население привлекается к защитным работам. Во время крупного лесного пожара это почти поголовная война местного населения с огнем. В зоне бедствия начинают действовать особые законы административного управления, которые позволяют использовать все силы и технику для тушения огня. Когда пожар не удается остановить, а он подходит к населенному пункту, государственные службы заранее сообщают о том, что нужно сделать, чтобы защитить свое имущество и скот, а в случае необходимости эвакуироваться. Личные вещи можно спасти в каменных строениях без горящих конструкций или просто в яме, засыпанной землей. При невозможности эвакуации остается только переждать, укрывшись в загерметизированных каменных зданиях, убежищах гражданской обороны или на больших открытых площадях, стадионах и т.д. Не забывайте, что пожар лучше предотвратить, чем потом, рискуя жизнью, его тушить. Будьте внимательны в лесу.

Из сказанного можно сделать следующий вывод:

Благоприятный исход при профилактике и борьбе с лесными пожарами сильно зависит от своевременного и как можно более точного обнаружения места возникновения лесных пожаров.

Решающую роль в этом может оказать организация современного, постоянного мониторинга лесных угодий.

Далее мы перейдём к более подробному рассмотрению данного вопроса

Существующие технологии мониторинга леса

Наиболее традиционный метод обнаружения пожаров - это визуальное обнаружение людьми со специализированных конструкций - вышек. Настоящий метод используется более ста лет с небольшими усовершенствованиями, связанными с использованием средств связи (рации, сотовая связь и др.) и оптическими устройствами визуального контроля (бинокли, подзорные трубы и др.).

В идеальном варианте обнаружение пожара происходит следующим образом: на специализированной вышке (предназначенной для продолжительного нахождения на ней человека) на специальной площадке.

Дополнительно на площадку наносят азимутальный круг для определения направления. При визуальном обнаружении пожара наблюдатель с помощью азимутального круга определяет направление на пожар, и сообщает это направление в центр контроля с помощью средств связи. Из центра контроля определяют, с какой ещё вышки может быть обнаружен этот пожар и связываются с другим наблюдателем, который так же обнаруживает пожар и определяет направление на него. После чего в центре контроля, используя известные направления с вышек на пожар, определяют местонахождение предполагаемого пожара и предпринимают меры для его ликвидации.

К преимуществам данного метода можно отнести сохранившуюся до сегодняшних дней инфраструктуру вышек, которая может быть использована, простоту самого метода и достаточно высокую оперативность (при наличии благоприятных погодных условий).

Подробней стоит остановиться на недостатках метода. Основными недостатком данного способа обнаружения является необходимость постоянного использования человеческого труда в каждой точке расположения вышки, в течение всего времени пожароопасного сезона (для обеспечения оперативности) и ограничение территории мониторинга количеством установленных вышек. В настоящее время этот метод практически не реализуем из-за отсутствия достаточного количества специалистов на местах. Для примера можно привести Тверскую область, в которой в 80-х годах прошлого века для оперативного обнаружения пожаров работало около 6000 лесничих, сейчас их менее 600 человек. Кроме того, на точность и своевременность обнаружения пожара сильно влияет человеческий фактор (человек может устать, заснуть), контролировать такое большое количество людей на огромной территории практически невозможно. В описанном методе также невозможно автоматизировать процесс обнаружения и доставки информации.

Существенным недостатком является высокая стоимость вышки, т.к. вышка должна быть специально оборудована для постоянного нахождения на ней человека. Для примера стоимость вышки предназначенной только для размещения оборудования составляет 11000 руб. за метр высоты, стоимость пожарной вышки составляет более 50 000 руб. за метр. По этой причине пожарные вышки не обновлялись уже более 15-20 лет, и большинство из них уже не могут быть использованы из-за аварийного технического состояния.

Не стоит забывать и о немаловажном способе обнаружения пожара при помощи местного населения, что при настоящем развитии мобильной связи достаточно часто может быть эффективно.

Рассмотрим следующий метод обнаружения пожаров - обнаружение пожаров с воздуха, с летательных аппаратов.

Пилот на летательном аппарате (легкий самолет, вертолет) с определенной периодичностью облетают пожароопасную территорию, при визуальном обнаружении пожара штурман определяет его координаты и передает в центр контроля информацию об обнаруженном пожаре.

Основным преимуществом данного метода является возможность мониторинга любой даже самой удаленной и дикой территории. Основным недостатком является ОЧЕНЬ высокая стоимость летного часа, для примера летный час самолета Ан-2 (основной самолет, используемый для обнаружения лесных пожаров) около 27 000 руб. при этом данный самолет уже давно снят с производства и его на этой задаче все чаще заменяют вертолетом Ми, стоимость летного часа которого составляет более 75 000 руб. Кроме того, необходим специально обученный персонал (пилоты и штурманы), которые непосредственно и определяют маршрут полета, визуально обнаруживают места возгорания и определяют координаты. Невозможно так же вести непрерывный мониторинг большой территории, что может являться причиной позднего обнаружения пожара.

Некоторую популярность сейчас набирают беспилотные летательные аппараты, использование которых может несколько снизить стоимость летного часа, но не избавляет от проблемы несвоевременного обнаружения. Кроме того, если самолеты и вертолеты общего назначения могут использоваться для других целей (с/х, пассажиро- и грузоперевозки), то «беспилотники» не могут быть использованы для чего-либо другого, что перекладывает все расходы (приобретение, обслуживание, ремонт, ГСМ) на службы. занимающееся мониторингом лесных пожаров. Для примера, только стоимость беспилотного летательногоаппарата (БПЛА) импортного производства составляют ~$1000000.

БПЛА с камерой видионаблюдения

В России вот уже много лет существует государственная структура "Авиалесохрана", в задачи которой входит обнаружение и тушение лесных пожаров. Но анализ их сайта http://www.aviales.ru показывает, что даже для них основным способом обнаружения является именно спутниковый мониторинг.

Спутниковый мониторинг

Система спутникового мониторинга работает следующим образом: специализированные спутники, находящиеся на негеостационарных орбитах, производят снимки земной поверхности в ИК-диапазоне (с последующей передачей на наземную станцию). На основе разности температуры поверхности земли и температуры пожара возможно определить его местоположение. Картинка передается в специальные центры, откуда заинтересованные пользователи могут получать все данные через сеть Интернет. К преимуществам данного способа стоит отнести автоматизацию процесса получения данных, дистанционность способа, возможность мониторировать любые участки местности, легкий доступ к информации через сеть Интернет.

В качестве недостатков спутникового мониторинга необходимо отметить большую площадь минимально обнаруживаемого очага возгорания, которая колеблется от 1-го до 50 га, невысокую периодичность получения данных (несколько раз в сутки) и сильное влияние погодных условий. В условиях ветреной погоды задержка (4-6 часов) обнаружения даже небольшого пожара может привести к серьезным последствиям и увеличить стоимость его ликвидации.

Но при всех недостатках спутниковый мониторинг необходим в случае больших лесных территорий и отсутствии возможности мониторинга другими способами (стоимость спутникового мониторинга также невысока.

В последние несколько лет начинают появляться системы видеомониторинга, предназначенные для обнаружения лесных пожаров. Первые системы в России появились в начале 2000-х годов. Основной особенностью видеосистемы мониторинга является высокая степень автоматизации и возможность использовать дешевые и простые вышки. Существующие системы представляют собой поворотные камеры, устанавливаемые на вышках с выводом видеоизображения на пульт оператору, который должен находиться рядом с постом видеомониторинга. Данный подход не позволяет определять координаты пожара (невозможность определения направления с двух достаточно разнесенных точек). Масштабировать такую систему также не представляется возможным, заказчику фактически в каждой точке мониторинга необходимо держать человека, который будет осуществлять визуальный контроль. Особенностью представленных систем является невозможность предварительной обработки видеоизображения.

К существенным недостаткам используемых в настоящее время методов обнаружения является невозможность раннего обнаружения, автоматизации процесса обнаружения и определения местоположения очага возгорания.

Группой, представляющей настоящий проект (Россия, г. Нижний Новгород, ООО «ДСК»), был предложен метод обнаружения пожаров с помощью программно аппаратного комплекса, основанного на видеонаблюдении. Кроме того, было предложена концепция информационной платформы системы, облегчающей управление процессом пожаротушения

В основу системы положена концепция клиент-серверного приложения. Основным элементом системы является сеть дистанционно управляемых видеокамер, соединенных различными каналами связи с сервером.

Система «Лесной Дозор» использует такое преимуществ метода визуального мониторинга, как раннее обнаружение, и исключает его недостатки - возможность использования любых вышек, возможность автоматизации, минимизация количества людей, участвующих в процессе. Кроме того, система «Лесной Дозор» - это информационная система, в которую легко могут быть интегрированы данные, поступающие из любых других источников (систем спутникового мониторинга, от населения и др.) В отличие от авиа и космического мониторинга, система «Лесной Дозор» позволят осуществлять мониторинг в реальном времени 24 часа в сутки 7 дней в неделю, к тому же, она существенно дешевле использования авиации и оперативнее спутникового мониторинга. А отличием её от существующих систем видеонаблюдения за лесами является масштабируемость и использование систем «Компьютерного зрения».

Автоматизация работы систем мониторинга леса

Общее описание системы

На обозреваемой территории размещается группа управляемых интеллектуальных датчиков, которые позволяют обнаруживать факт наличия пожара и определять его характеристики.

Разработка таких систем в общем случае направлена на уменьшение влияния человеческого фактора на процесс мониторинга леса, а также повышение точности и скорости обнаружения лесных пожаров. Фактически, автоматизация предполагает перекладывание на «интеллектуальную машину» некоторых функций человека.

Основное назначение автоматизированной системы - увеличение количества точек мониторинга при неизменном количестве операторов. Очевидно, это должно приводить к тому, что системе будет доверяться выполнение всё большего числа задач.

Стадии автоматизации

Можно выделить 2 крайних случая:

1) Полностью неавтоматизированная система: наблюдатель находится на вышке и осматривает территорию.

2) Полностью автоматическая система, без операторов - при этом весь цикл обнаружения пожара от первичного обнаружения до выдачи команды на ликвидацию очага происходит автоматически.

Как понятно из описания, полностью неавтоматизированная система предполагает 100%-ную реализацию человеком процесса мониторинга леса, при этом контролировать работу и каким-то образом влиять на качество работы системы невозможно.

Вариант построения полностью автоматической системы представляется крайне труднореализуемым по нескольким причинам, в их числе:

*несовершенство математической и алгоритмической базы анализа показаний датчиков;

* проблемы интеграции со службами охраны леса, которые часто предполагают наличие человека в цепи распространения информации;

* необходимость присутствия человека как лица, принимающего окончательное решение об обнаружении пожара.

Исходя из описанного выше, очевидно, что все системы могут в той или иной степени облегчить мониторинг леса оператору, который, в конечном счете, принимает решение о том, является тот или иной потенциально опасный объект (ПОО) реальным пожаром или нет. Таким образом, очевидно, что у любой системы такого рода должен быть оператор (как правило, не один), обязанность которого - принимать окончательное решение о наличии пожара.

Очевидно, что задачей любой системы автоматизации является увеличение эффективности работы оператора за счет возложения рутинных и просто утомительных операций на автоматику. Это, в конечном счёте, повышает надёжность мониторинга и уменьшает время, необходимое для обнаружения пожара.

Фундаментальным является тот факт, что автоматизированная система имеет вероятность пропуска цели, т. е. возможны случаи, когда потенциально опасный объект (ПОО) существует, и оператор может его различить, а система - нет.

Этапы мониторинга

Перед переходом к описанию стадий автоматизации необходимо отметить ещё и то, что выполнение задачи мониторинга леса и обнаружения лесных пожаров можно разбить на несколько этапов, каждый из которых может быть автоматизирован:

1. Формирование и управление маршрутами патрулирования для обзора необходимой территории.

2. Непосредственно наблюдение территории, последовательное получение визуальных данных о том или ином направлении и обнаружение потенциально опасных объектов (по наличию дыма или огня) на одной или нескольких камерах.

3. Определение координат обнаруженного объекта.

4. Сохранение информации об объекте и передача её заинтересованным пользователям и службам.

5. Принятие решения о том, является ли обнаруженный потенциально опасный объект действительно опасным.

Кроме того, может быть автоматизирован процесс перехода от одного этапа к другому. Это упрощает работу оператора и повышает надёжность системы.

Очевидно, что полная автоматизация процесса предполагает автоматизацию каждого из этапов и перехода между ними.

В зависимости от конкретных условий применения системы, важность автоматизации того или иного этапа может быть разной. Из опыта эксплуатации систем мониторинга можно заключить, что наиболее продолжительным этапом является именно второй (непосредственное наблюдение за территорией и выделение потенциально опасных объектов -- ПОО), но автоматизация только одного из этапов не имеет смысла, т. к. выполнение операций «вручную» в ходе других этапов не приведёт к желаемому результату в целом.

По моему мнению, система мониторинга «Лесной дозор»,предложенная рядом Нижегородских ученых и компаний, наиболее полно и эффективно решает поставленные в настоящем докладе задачи.

Далее я приведу краткое описание системы

Система работает на основе современных технологий:

- компьютерного зрения;

- IP видеонаблюдения;

- беспроводной широкополосной связи;

- геоинформационных систем (ГИС);

- клиент-серверных Интернет-приложений.

Система распределенного видеомониторинга «Лесной Дозор» состоит из следующих элементов:

- распределенная система видеокамер;

- каналы связи, соединяющие видеокамеры с сетью Интернет;

- сервер системы «Лесной Дозор», подключенный в сеть Интернет;

- программное обеспечение сервера системы «Лесной Дозор»;

- оборудование автоматизированного рабочего места оператора.

- программное обеспечение «Лесной Дозор» автоматизированного рабочего места.

Роботизированный сервер - это сервер системы "Лесной Дозор", который осуществляет ряд ключевых функций, а именно:

- управляет сетью видеокамер (датчиков) и осуществляет при их помощи видеонаблюдение территории, в том числе на основе заданных маршрутов патрулирования;

- управляет подсистемой компьютерного зрения для поиска дыма и огня;

- предоставляет рекомендации пользователю, информируя его о наличии потенциально опасных очагов пожара.

Оборудование рабочего места оператора в центре контроля.

В состав системы входят интеллектуальные датчики, работающие в различных диапазонах:

- датчики видеоизображения, управляемые дистанционно;

- инфракрасные камеры;

- дискретные датчики (тепловизионные датчики, автономные пожарные извещатели).

Они размещаются на высотных сооружениях:

- вышках провайдеров связи;

- вышках мобильной связи;

- телевизионных вышках;

- вышках освещения и связи.

В общем случае устройства для обнаружения лесных пожаров могут быть размещены на любом высотном сооружении при наличии электропитания.

Вышка для установки оборудования системы

Сегодня в системе "Лесной Дозор" используются видеокамеры с возможностью дистанционного управления (360° - в горизонтальной, не менее 90° - в вертикальной плоскостях, 35-кратный зум). В зависимости от погодных условий и рельефа местности их размещение на высоте от 30 м позволяет осуществлять мониторинг территории в радиусе 20-35 км.

Характеристики системы:

Радиус обзора одной точки мониторинга: ~ 30км.

Точность определения направления на объект: ~ 0,5 градуса.

Точность определения местоположения очага возгорания: ± 250 м.

Время, требуемое на обзор одной точки мониторинга: ~ 10 мин.

Количество точек мониторинга на одного оператора: до 15 шт. (в перспективе до 50-ти шт.).

Количество точек в системе: не ограничено.

Отдельно стоит отметить возможности компьютерного зрения, позволяющего автоматически определять потенциально опасные объекты (дым, огонь) на видеоизображении и оповещать оператора о возможной опасности. В свою очередь, человек уже сам принимает решение о необходимости принимать действия для тушения пожара. С помощью программы можно определить точные координаты очага возгорания и рассчитать оптимальный маршрут к источнику пожара.

Заключение

В данной работе я показал, насколько велико влияние лесных пожаров на экологию и экономику России, на человека, в частности, а также продемонстрировал обратную связь - роль человека в предупреждении пожаров, ликвидации очагов возгорания и организации высокоэффективных систем видеомониторинга.

Считаю, что необходимо и в дальнейшем развивать направление по организации надёжной системы мониторинга для своевременного обнаружения и принятия мер для тушения лесных пожаров, позволяющей минимизировать экономический, экологический (а в некоторых случаях и человеческий) ущерб.

Список использованных источников

1. Сборник материалов международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы лесного комплекса", Вологда, декабрь 2011 г. Авторы: директор ООО "ДСК" Шишалов И.С., руководитель отдела разработки программных продуктов ООО "ДСК", кандидат технических наук Филимонов А.В.

Размещено на Allbest.ru

...